《Science》最新研究：高纖維飲食通過改變腸道細菌治療糖尿??！

稱泥 2018-12-30

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前兩天發(fā)過一篇文章，提到加拿大一項僅涉及3人的短期禁食研究可逆轉(zhuǎn)2型糖尿病，這畢竟只是非常小規(guī)模的研究，雖然效果顯著，但目前遠不具有普適性。今天要講的，雖然規(guī)模也不算大，但是研究結(jié)論十分權(quán)威——論文已經(jīng)發(fā)表在今年3月的《Science》期刊上。《Science》作為全世界最權(quán)威的同行評議學術(shù)期刊之一（另外一個是《Nature》），只發(fā)布最好的原始研究論文、綜述和分析當前研究和科學政策。如果你對研究本身興趣不大，可以直接拉到最后看結(jié)論。

高纖維飲食通過影響腸道細菌治療糖尿病

短鏈脂肪酸（SCFAS）是由人類腸道中各種微生物產(chǎn)生的。SCFA是結(jié)腸上皮的能量來源，并被調(diào)節(jié)食欲和炎癥的宿主信號通路所感知。腸道SCFA缺乏與2型糖尿病相關(guān)。在《Science》發(fā)表的《膳食纖維選擇性促進腸道菌群減輕2型糖尿病》論文中，以趙麗萍博士為首的研究人員發(fā)現(xiàn)，采用高纖維飲食可促進糖尿病患者中產(chǎn)生SCFA的細菌生長。高纖維膳食可導致整個腸道微生物群落變化，并與胰高血糖素樣肽-1水平升高、乙?；t蛋白水平下降以及血糖調(diào)節(jié)改善相關(guān)。

該研究由上海市交通大學生命科學與生物技術(shù)學院及醫(yī)學院、美國羅格斯大學環(huán)境與生物科學學院和新澤西食品營養(yǎng)與健康研究所等共同完成。

通過利用高纖維飲食的這種聯(lián)系，科學家們成功治療了一小部分2型糖尿病患者。這一發(fā)現(xiàn)不僅對基數(shù)龐大的糖尿病或前驅(qū)糖尿病人群很重要，對于那些試圖控制體重的人也是如此。

高纖維飲食與糖尿病預防

醫(yī)生和營養(yǎng)學家早就知道纖維對健康很重要。研究表明，食用富含纖維和低飽和脂肪的飲食的人，患慢性疾病的風險也較低，包括心臟病、糖尿病和一些腸道問題如便秘和憩室炎。但纖維到底是如何有益于人體的，科學家們尚未充分了解。

越來越多的證據(jù)表明，纖維對我們體內(nèi)繁殖的細菌類型以及它們的工作原理具有關(guān)鍵作用。缺乏SCFAS與2型糖尿病和其他疾病有關(guān)。許多臨床研究表明，增加膳食纖維的攝入可以緩解2型糖尿病，但由于缺乏對機制的了解，其有效性可能會有所不同。

去年，芬蘭一項針對糖尿病預防的研究表明，攝入更多纖維的人其血液中含有更多的抗炎化學物質(zhì)，即由腸道細菌分泌的吲哚丙酸。而且他們也不太可能發(fā)展出2型糖尿病。換句話，攝入高纖維的人群患糖尿病的風險很低。

這項研究展示了纖維如何幫助腸道中的細菌生長，從而產(chǎn)生有助于調(diào)節(jié)食欲和血糖的化學信號。

“總體而言，該研究為我們已知的腸道微生物群在發(fā)展某些慢性疾?。ㄈ?型糖尿?。┓矫娴闹匾栽黾恿诵伦C據(jù)，”東芬蘭大學大學營養(yǎng)基因組學助理教授Vanessa de Mello Laaksonen博士說，他沒有參與這項研究。

高纖維飲食研究情況

在中國，有超過10%的人患有糖尿病。 2型糖尿病是最常見的形式，并且在全世界范圍內(nèi)，兒童和成人糖尿病發(fā)病都呈上升趨勢。

在中美大學合作的這項新研究中，中國科學家團隊對27名2型糖尿病患者給予高纖維飲食，并跟蹤他們12周，測量他們的血糖以及腸道細菌變化。

他們將這一組與另外16名2型糖尿病患者進行了比較。這兩組患者在運動和正確飲食方面得到都是標準建議，所用飲食的熱量大致相同，區(qū)別在于，后一組飲食中纖維含量比前一組低得多。

高纖維組每天攝入的纖維含量高達37克，而低纖維飲食組每天只攝入大約16克纖維——這很可能是大部分成年人的平均水平。

兩組糖尿病人都服用阿卡波糖來幫助控制血糖。阿卡波糖的作用有點像纖維，因為它可以阻止腸道消化某些碳水化合物。在研究之前，所有參與者都斷絕了任何其他藥物來控制血糖。如果他們使用胰島素，則在整個研究期間根據(jù)需要進行調(diào)整。

研究期間，兩組患者的病情均有所改善，但到實驗結(jié)束時，高纖維飲食組比低纖維飲食組的更健康。他們平均血糖水平降得更低，空腹血糖水平也下降得更快，體重也減輕了。高纖維組中大約有90％的人能夠很好地控制血糖——使血紅蛋白A1c保持在7％以下，這是美國糖尿病協(xié)會推薦的目標——而標準低纖維飲食組只有50％。

高纖維的作用原理

在通過下一代測序鑒定的141株產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFAS）的腸道細菌菌株中，只有15株通過消耗更多的纖維而得到促進，因此它們可能是關(guān)鍵驅(qū)動力。所有纖維素——來源各種食物的纖維都可以促進這15種細菌的生長，這些細菌產(chǎn)生某些短鏈脂肪酸。這些酸既可作為細胞的燃料來源，也可作為信使。

在研究中，這些短鏈脂肪酸標志著腸道產(chǎn)生更多的胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY）。GLP-1是一種激素，可以告訴身體產(chǎn)生更多的胰島素，而PYY可以減少食欲。這兩者對于控制血糖和體重至關(guān)重要。一些糖尿病藥物也是通過增加GLP-1起作用的。

短鏈脂肪酸如丁酸酯和乙酸的增加也創(chuàng)造了一個溫和的酸性腸道環(huán)境，使腸壁對阻斷GLP-1的其他細菌更不友好，從而增強了控糖效果。

“這是好處之一，也是高纖維飲食起效的原因之一，”新澤西州新不倫瑞克羅格斯大學和中國上海交通大學應用微生物學教授，研究員趙麗萍博士說。

為了確保起效的原因是腸道細菌的變化，而不是其他因素，科學家隨后將腸道細菌從他們的研究參與者中轉(zhuǎn)移到培育成無菌的小鼠身上——意味著它們體內(nèi)不含有任何自己的腸道細菌，科學家們可以在以后引入細菌并觀察其生長變化。

移植了高纖維飲食組細菌的小鼠其空腹血糖水平比移植低纖維飲食組細菌的小鼠更好，即使它們攝入相同的食物。

高纖維飲食是否可行？

根據(jù)研究作者的說法，普通人可能很難復制高纖維飲食，尤其是西方國家的居民。研究中，高纖維飲食組的人吃的是一種由燕麥、白豆、黃玉米、紅豆、山藥、花生和蓮子制成的特制米粥，以及西方人不熟悉的兩種全谷物 - 綠蕎麥和薏仁。他們也同樣攝入了更多的粉末型纖維，包括苦瓜，葛粉，菊粉和抗糊精。

研究人員說，重要的是：我們腸道中的好細菌，即保持健康的細菌，需要比我們現(xiàn)在提供的多得多的纖維以茁壯成長。

美國農(nóng)業(yè)部建議健康成年人每天攝入22至34克纖維，中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量規(guī)定的為25-35克，而我們大多數(shù)人只能達到一半左右，甚至一半都不到。

該研究表明，缺乏纖維，那些有益于我們調(diào)節(jié)食欲和控制血糖的細菌，就會被其他細菌抑制。

領導芬蘭糖尿病預防研究的研究人員認為，高纖維飲食可以通過一些改變來實現(xiàn)。

“如果你每天三餐的飲食主要由全麥產(chǎn)品、水果和蔬菜以及適量蛋白質(zhì)組成，而不是低纖維面包、含糖果汁和肉類，我們認為每天攝入約30-40克纖維素并不難實現(xiàn)，”Laaksonen說。

健康的北歐飲食中纖維來源集中在黑麥、大麥、燕麥、漿果、豆類和豌豆等全谷物和豆類。

典型的西方飲食缺乏膳食纖維

直接補充益生菌有用嗎？

該研究同樣揭示了一個真相：這些有益的腸道細菌早已存在我們的體內(nèi)，它們將隨著我們的飲食變化而做出反應。

那么，要增加這些生產(chǎn)SCFAS的細菌的數(shù)量，直接補充有益細菌能否達到相同效果？大多數(shù)研究表明，益生菌補充劑可以為我們的腸道提供數(shù)百萬或數(shù)十億的有益細菌，但效果很小，而且通常不會持續(xù)很長時間。那是因為，生活在我們體內(nèi)的細菌是由我們所攝入的食物而決定的。

要想持久的改變它們，最佳方法是改變它們的食物來源——我們的飲食。

“當你在腸道中引入大量不同的纖維時，就像你向池塘里扔了一些新的營養(yǎng)素一樣。你打破了原有的系統(tǒng)平衡。一些系統(tǒng)成員將利用這一點來生長和增加其人口水平。其他一些人則可能會拒絕，“趙麗萍博士說。

“這正是腸道生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的事情，”他補充道。

他說，腸道細菌依賴于兩種食物來源——我們無法消化的食物，即纖維，以及在我們腸道局部產(chǎn)生的消化產(chǎn)物。缺乏纖維，我們腸道中的這個龐大的、由大約100萬億個細胞組成的生態(tài)系統(tǒng)，就會變得鼓勵疾病并變得營養(yǎng)不良。

趙麗萍博士提示：如果你決定在你的飲食中增加大量纖維素，你腸道中的細菌可能需要一些時間來調(diào)整適應——大約一個月。這個調(diào)整期可能會帶來一些令人不舒服的副作用，如腹脹、脹氣等。